地图与数字地图基础.ppt

1、计算机图形和数字地图，第7章地图和数字地图基础，电子邮件：继续，7.4地图数据采集和输入，7.4.1地图数据采集，7.4.2地图数据输入，矢量地图数据基本图形元素点，线和表面，7.4.1地图数据采集，矢量地图数据的主要特征1)数据量与典型比例尺一样大2)定位，定性和时间特征：地理分布，称为空间数据(或几何数据)。定性：定性和定量特征，称为属性数据。时间：趋势3)多源多时相，7.4.1地图数据采集，数字地图数据源，地图图像数据统计数据测量数据多媒体数据文档数据现有数据，7.4.1地图数据采集，现实世界，遥感观测，现有地图，统计数据，文档数据，野外观测，文本格式，网格格式，数字格式，7.4 1)经

2、纬仪，全站仪，7.4.1地图数据采集，野外测量，2)全球定位系统，7.4.1地图数据采集，3)三维激光扫描仪，7.4.1 7.4.1地图数据采集、美国航天局(2000年)/srtm/,7.4.1,遥感观测中的地图数据采集、美国的陆地卫星气象卫星海洋卫星、法国的地球观测卫星、日本的海洋观测卫星、欧空局的JERS卫星、印度的美国国税局卫星、7.4.1地图数据采集、全球资源数据库和现有地图数据输入(空间数据)、7.4.2地图数据输入、1)手动数字化、2)手动跟踪数字化、3)扫描数字化和1)手动数字化，这意味着在没有任何数字化设备的情况下对地图进行数字化根据空间数据的

3、不同存储格式，可分为：手动矢量数字化、手动栅格数字化、7.4.2地图数据输入，手动矢量数字化直接读取地理实体的坐标数据，并以一定的格式记录下来。具体步骤如下：地理实体，测量地理实体坐标，输入坐标数据，7.4.2地图数据输入，手工网格数字化将图纸划分为网格单元矩阵，根据地理实体的类别对网格单元进行编码，然后依次读取每个网格单元的编码值：确定网格单元的大小，准备网格网络，编码网格单元，读取网格单元值，数据录入，7.4.2地图数据输入，2)手动跟踪数字化，1。配置数字化仪2。配置绘图软件3。设置屏幕显示区域4。定向绘图。控制点5。开始数字录音。6.收集属性数据。7.检查数据质量。7.4.2地图数据输

4、入。数字收藏的主要原则。对于点符号(如独立地物)，只需采集符号的定位点数据。对于折线型的线性符号，只需要采集每个转折点的数据；对于曲线型的线性符号，只采集其特征点的数据；对于平面符号，只需要收集和闭合其轮廓线上的拐点或特征点。对于定向线性符号，数据采集仅在定位线上进行，数据采集的正向选择应根据软件模式符号库的规定进行。7.4.2方向点符号数字化时，地图数据输入、定位点和采集符号的方向。对称线性符号，数字化符号的中心线。横向线性符号将符号基线数字化，并考虑系统符号化的左推或右推规则。对于带状符号，首先数字化定位线并考虑系统符号化的左推或右推规则，然后数字化符号范围线。注释不数字化，仅在编辑图形时

5、单独添加。7.4.2地图数据输入、点要素、线要素、面要素、注记，7.4.2地图数据输入、矢量化数据检查，(1)空间数据输入错误几何数据不完整或重复。几何数据的位置不正确。比例不正确。几何数据和属性数据之间的连接不正确。属性数据错误且不完整。键盘输入错误、数据丢失或分类错误等。7.4.2地图数据输入，(2)空间数据检查，通过图形实体及其属性的联合显示，发现数字化中的遗漏、重复和不匹配等错误；用与屏幕上的地图元素相对应的符号显示数字化结果，并对照原始地图检查错误；在透明材料上输出数字化结果图，然后将其与原始图叠加，找出错误和遗漏；对于等高线，确定最低和最高等高线的高程和垂直间距，并编制软件检查高程

6、赋值是否正确；7 . 4 . 2地图数据输入，对于平面元素，在建立拓扑关系时，根据多边形是否闭合进行检查；对于属性数据，通常在屏幕上逐表逐行检查，也可以打印出来检查；对于属性数据，还可以编写一个验证程序，比如是否有字符代替数字，数字是否超出范围等等；图纸变形引起的误差应进行几何校正。7.4.2地图数据输入，手持式跟踪数字化的优缺点，手持式跟踪数字化在处理复杂地图时比较薄弱，不规则曲线如等高线只能通过取点来模拟，费时、半自动、低效。手持式跟踪数字化适用于时间要求不紧迫且地图中包含的信息不太复杂的情况。行走跟踪数字化的精度取决于很多因素，如工作底图上地图元素的宽度和复杂程度、数字仪器的性能(主要是

7、分辨率)以及操作人员的工作熟练程度。7.4.2地图数据输入、扫描转换、镶嵌子块、地图切割、屏幕跟踪矢量化、纸质地图、空间数据库、属性数据输入、矢量数据检查、3)扫描数字化、7.4.2地图数据输入、选择投影和单位输入控制点以编辑控制点、7.4扫描数字化地图的最终精度，即获得的矢量化数据的精度，取决于地图底图上描述的地图元素的宽度和复杂性、扫描仪的扫描分辨率、地图工作底图的变形误差以及操作员的熟练程度7.4.2地图数据输入、自动和半自动跟踪矢量化、7.4.2地图数据输入、属性数据地图元素编码，在数字地图中，与几何数据密切相关的属性数据通常以编码形式表示，并与几何数据一起管理。编码的本质是将属性信息

8、转换成数字代码。地图要素编码是用于描述要素类别、等级等分类特征及其他质量特征的数字编码，也常被称为要素编码；分类，分级，7.4地图数据收集，1)分类的基本原则：科学：选择事物或现象最稳定的属性和特征作为分类的基础。完整性和系统性：应形成一个完整的分类体系，较低级别的分类应并入较高级别的分类。实用性：应考虑基于信息分类的属性特征的获取方法和能力，并应符合相关标准。可伸缩性：它应该能够适应新增加的事物和现象，而不破坏已建立的分类系统。兼容性：既要与相关的分类标准相协调，又要保持新分类体系的完整性和独立性，便于类似项目的参考。7.4.2地图数据输入，7.4.2地图数据输入，目前中国地图数据分类的一些

9、现行国家标准：中华人民共和国行政区划代码GB2260-95和土地基础信息数据分类代码GB11708-89公路桥梁命名编码规则GB14804-93 1:500: 500和1: 10000，7.4.2地图数据输入，1:500 (1)分类编号可以根据数据本身的目的和特点，尽可能反映数据的客观分布规律； 考虑到可视化效果，一般在4-7级。对：数据分析和图形输出进行动态分级时，采用不同的分级标准。(2)等级界线的确定任何等级内部都必须有数据，任何数据都必须属于相应的等级。在一定等级数的情况下，每个等级内的差异应尽可能小，数据分布特征应保持不变，等级边界应尽可能有规律地变化。2)分类原则和方法，7.4.2

10、地图数据输入，001，002，标识，空间数据库，属性数据1，键盘，人机对话模式2，程序批量输入。图形数据1、手持式跟踪数字化2、扫描数字化、3)属性与几何数据之间的联系，7.4.2地图数据的输入，数据预处理是计算机制图过程中的一个重要环节，包括地图数据的存储、选择、分析、处理和输出，从而完成地图制作过程中的几何校正、比例尺和投影变换、地图要素和数据符号的合成。数据预处理的主要内容包括几何校正、数据压缩、数据匹配、数据归一化和数据平滑。7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.6、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7

11、.5、7.5、7.5、7.5、7.5、7.4、7.5、7.4、6.4、7.4、7.7。3已知点最小二乘法，同态变换(影射变换)，7.5地图制图数据预处理-几何校正，二次变换，6已知点最小二乘法高阶变换，7.5地图制图数据预处理-几何校正，几何校正思维，在扫描矢量化中，一般先校正图像再矢量化，能先矢量化再校正图形几何吗？几何校正可以用单一的数学表达式来描述吗？7.5制图数据的预处理几何校正、数据压缩是将大量原始数据或从存储器中取出的数据转换成有用的、有组织的、精炼的和简单的信息的过程，也称为数据简化或数据合成。数据压缩的目的是删除冗余数据，减少数据存储，节省存储空间，加快后续处理。数据压缩有两种

12、类型：存储空间压缩和信息压缩。7.5制图数据的预处理数据压缩、存储空间压缩：在信息量不变的情况下压缩存储空间。信息压缩：也称为数据简化或数据合成。矢量数据压缩是从数据集中提取一个子集。在一定的精度范围内，要求该子集中包含的数据应尽可能小，并尽可能反映原始外观。信息压缩方法：1)间隔采样法，2)垂直距离法，3)偏角法，4)道格拉斯-普克法，5)光圈法，7.5制图数据预处理数据压缩，1)间隔采样法，7.5制图数据预处理数据压缩，2)垂直距离法，7.5制图数据预处理数据压缩，3)偏角法和7.5制图数据4)道格拉斯-普克法，7.5制图数据预处理数据压缩，5)光圈法，7.5制图数据预处理数据压缩， 几种

13、压缩方法的比较，标准：简化曲线的总长度、总面积和坐标平均值与原始曲线对应数据的比较。 在大多数情况下，道格拉斯-普克法的压缩算法较好，但只能在整条曲线数字化后进行，计算量大；膜片法的压缩算法也很好，数字化时可以实时处理，每次都可以判断下一个数字化点，计算量小；垂直距离法和偏转角法简单快捷，但有时曲线的弯曲极值点会被去除和扭曲。7.5地图数据的预处理数据压缩、顶点匹配数字边缘属性数据和几何数据的拓扑检查以及另一种实现纠错的方法是数据处理的重要方面。，7.5地图数据的预处理数据匹配，1)顶点匹配，7.5地图数据的预处理数据匹配，2)数字边缘连接，精细重叠的多边形，不正确的多边形，线端点未到达或超出

14、的节点，3)拓扑检查，7.5地图数据的预处理数据匹配，以及在数据获取期间以点模式记录线性元素的特征点，当缩放时，为了真实地显示图形；模拟地形等。输出图形时，需要对线性特征进行平滑处理，以恢复原始特征。数据平滑：根据给定点序列，通过插值或拟合的方法建立连续平滑曲线的函数，使给定点满足函数关系，用函数关系加密点序列，完成平滑连接过程。基本要求：曲线的中心轴穿过已知的一系列特征点，曲线上的每个点都有一个连续的一阶导数。7.5地图数据的预处理数据是平滑的。最简单的插值函数是代数多项式Pn(x)=A0A1XINXN。(1)此时，插值问题变成：以找到满足插值条件PN (xi)=yi的N次多项式Pn(x)，i=0，1，2，N，(2)只要获得Pn(x)的系数a0，a1，an，从插值条件(2)可知，Pn(x)的系数满足以下由N 1个代数方程组成的线性方程，多项式插值，7.5A0A1XANXNN=YN，几种多项式插值方法